智能生活廢品分類回收系統的設計和實現

倪翠霞

（浙江大學寧波理工學院圖書與信息技術中心，浙江 寧波 315000）

1 引言

隨著城市化進程的加快，城市生活廢品的產生量以驚人的速度增長，環境污染問題隨之而來。城市居民是垃圾產生的最主要源頭之一，為了控制好這個源頭，政府也出臺了相關政策，采取了許多措施，比如取消公共垃圾桶、生活垃圾付費[1]；源頭減量、末端治理[2-3]；建立生活廢品分類回收站、在小區設置垃圾分類回收值班員[4]；分發分類回收垃圾袋、垃圾桶，大力宣傳垃圾分類回收的益處和方法[5]；加強市場監督管理[6]；建立地方性法規[7]等。垃圾的分類回收已取得了很大程度的進步，但是這些措施僅僅是針對可回收、廚余、有害及其他垃圾四種類型，對于可回收生活垃圾（下簡稱“生活廢品”）的分類并不細致，可回收生活廢品種類繁多，包括玻璃、廢鐵、紡織、廢紙等，這些都是可回收再利用的優質資源，如果簡單地歸類為可回收垃圾，會大大增加末端垃圾回收人員的分類工作量。

基于此，本文設計和實現了智能生活廢品回收系統，此系統用線上線下相結合的方式，滿足用戶的投遞需求。線上投遞是指在APP/微信小程序（下簡稱“移動端”）上投遞，用戶在移動端下單，回收人員上門回收并運送至倉庫，稱重人員稱重并下發積分給用戶；線下投遞是指用戶將對應的廢品投入到智能回收箱體中，箱體通過重力傳感器自動稱重，并根據后臺設置的積分規則計算積分，巡檢人員檢查用戶投遞的有效性并下發積分給用戶，用戶獲得足夠的積分后可在商城兌換物品。希望通過本文的分類回收方法，提高用戶分類回收的積極性，改善當前生活廢品分類回收難的現狀。

2 系統架構與整體設計

2.1 系統架構

系統采用前后端分離的B/S模式，后端基于J2EE架構，運用IntelliJ Idea開發工具，采用現階段成熟的springboot+maven+mybatis項目框架給前端提供restful風格的接口，系統的數據庫為mysql關系型數據庫，以Windows 2008 Server作為Web服務器的操作系統。前端分別用hbuiler、xcode和微信開發者工具，運用mui、UIKit、Foundation、MINA等框架，調用后端提供的restful風格的接口將數據呈現給用戶。

2.2 系統整體功能

系統整體設計包括硬件和軟件，軟件包括后臺管理系統、移動端，硬件包括智能生活廢品回收一體機，整體的設計及主要功能如圖1所示。后臺管理系統主要是對積分規則、小區信息、設備信息、巡檢人員信息、商品及商品兌換所需積分進行管理。移動端和回收一體機的功能下文將進行詳細介紹。

圖1 系統主要功能圖

3 系統主要功能

3.1 上門回收功能

投遞用戶可以選擇在移動端進行廢品投遞，用戶在投遞前，需在移動端完成注冊，并且已到指定地點領取裝廢品用的專用回收袋，回收袋上有二維碼，用戶下單時，需要掃描二維碼，將物品與二維碼對應，投遞后該投遞點對應的回收人員會收到短信消息，回收員會及時上門回收，回收時會掃描回收袋上的二維碼，這樣回收物品與回收人員進行了綁定，取到物品后，回收人員將物品運送至倉庫，稱重人員會對物品進行稱重，掃描回收袋上的二維碼，填寫質量信息，并給用戶下發積分，這樣，廢品對應的投遞人、回收人員、稱重人員就關聯起來并且過程可追溯。整個上門回收過程完成。

3.2 設備投遞功能

投遞時用戶需要將移動端的投遞碼對準中控屏掃碼進行身份識別，身份識別通過后，中控屏上會顯示6個投遞口，用戶點擊需要投遞的物品類別，對應的投遞口的投遞門會打開，用戶可將物品投入，投入結束后，中控屏上會顯示質量信息，用戶確認后，投遞門自動關閉。巡檢員會不定時地在移動端查看自己負責區域設備分類廢品的信息，當投遞廢品達到一定質量時，巡檢員會前往該設備，點擊APP中設備巡檢，選擇對應的投遞口，掃描設備巡檢二維碼，獲取該箱體當前的物品投遞列表，把每一條記錄和近期投遞記錄進行對比，符合則通過，不符合則不通過。對符合要求的物品進行回收確認，并下發積分給投遞用戶，巡檢結束后巡檢員將符合要求的廢品運送至倉庫集中回收。

3.3 積分兌換功能

用戶通過移動端投遞、設備投遞并每日簽到獲得積分，用戶獲得積分后，可以查看商城中兌換物品所需的積分，當積分滿足兌換要求時，用戶可以用積分兌換商品，商品兌換下單時會生成兌換二維碼，商品管理員會掃描對應的兌換二維碼，如果二維碼有效，確認兌換，用戶就可以到指定的地點領取兌換的物品，如果無效，兌換失敗。

4 中控系統的主要功能

4.1 用戶身份識別

身份識別主要是識別投遞用戶身份和巡檢員身份，對于投遞用戶，主要通過投遞用戶展示移動端的投遞碼并將投遞碼對準掃碼槍進行身份識別；對于巡檢員而言，巡檢員需要在中控屏上輸入后臺管理系統為其設置的賬號和密碼進行身份識別。

4.2 選擇投遞口

投遞用戶或者巡檢員登陸后，中控屏幕上會顯示6個投遞口，用戶點擊某個投口，設備投口擋板自動開啟后，用戶按提示將垃圾分類投進投口即可。

4.3 狀態上報

設備自主觸發狀態上報功能，上報時間采用出廠設置，默認30 min一次，通過分析上報間隔的時間，確認設備是在線還是離線狀態。設備上報的主要指標參數包括環境溫度、固件版本、從板個數類型、桶容量、桶質量。

4.4 預警上報

設備的每個桶都有稱重平臺和壓力傳感器，每個桶內有容量傳感器、溫度傳感器，當設備檢測滿桶、超重、超溫等故障后，會自動向平臺同步預警信息。

若平臺開啟了短信推送功能，平臺會自動將預警信息發送給巡檢人員進行提醒。這些閾值都采用出廠設置，一般不會修改。巡檢員收到消息后會前往對應的設備點，對預警進行處理。

5 結束語

智能生活廢品回收系統已在4個小區投入試運行，注冊用戶達到200左右，相比于通過制度或者立法的方式約束市民進行垃圾分類回收，本系統希望通過為用戶積分換物品的方式，讓用戶形成分類回收生活廢品的習慣，讓分類回收變成舉手之勞。隨著智能生活廢品回收系統的知曉度、認可度、實用性大大提升后，此系統將會延伸至大型的商場、學校、廣場等人流量聚集的地方，讓生活廢品的分類回收無處不在。